Spring中的Environment外部化配置管理详解

Environment的中文意思是环境，它表示整个spring应用运行时的环境信息，它包含两个关键因素

• profiles
• properties

profiles

profiles这个概念相信大家都已经理解了，最常见的就是不同环境下，决定当前spring容器中的不同配置上下文的解决方案。比如针对开发环境、测试环境、生产环境，构建不同的application.properties配置项，这个时候我们可以通过profiles这个属性来决定当前spring应用上下文中生效的配置项。

实际上，通过profiles可以针对bean的配置进行逻辑分组。 简单来说，我们可以通过profiles来针对不同的bean进行逻辑分组，这个分组和bean本身的定义没有任何关系，无论是xml还是注解方式，都可以配置bean属于哪一个profile分组。

当存在多个profile分组时，我们可以指定哪一个profile生效，当然如果不指定，spring会根据默认的profile去执行。我们来通过一个代码演示一下。

ProfileService

创建一个普通的类，代码如下

public class ProfileService {
    private String profile;

    public ProfileService(String profile) {

        this.profile = profile;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "ProfileService{" +
                "profile='" + profile + '\'' +
                '}';
    }
}

声明一个配置类

在配置类中，构建两个bean，配置不同的profile。

@Configuration
public class ProfileConfiguration {

    @Bean
    @Profile("dev")
    public ProfileService profileServiceDev(){
        return new ProfileService("dev");
    }

    @Bean
    @Profile("prod")
    public ProfileService profileServiceProd(){
        return new ProfileService("prod");
    }
}

定义测试方法

public class ProfileMain {
    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext applicationContext=new AnnotationConfigApplicationContext();
//        applicationContext.getEnvironment().setActiveProfiles("prod");
        applicationContext.register(ProfileConfiguration.class);
        applicationContext.refresh();
        System.out.println(applicationContext.getBean(ProfileService.class));
    }
}

可以通过很多种方式来激活配置，默认情况下不添加applicationContext.getEnvironment().setActiveProfiles("prod");时，会发现bean没有被装载。添加了之后，会根据当前激活的profiles来决定装载哪个bean。

除此之外，我们还可以在启动参数中增加-Dspring.profiles.active=prod来决定当前激活哪个profile。该属性可以配置在系统环境变量、JVM系统属性、等。

注意配置文件不是单选；可能会同时激活多个配置文件，编程式的使用方法setActiveProfiles()，该方法接收String数组参数,也就是多个配置文件名

applicationContext.getEnvironment().setActiveProfiles("prod","dev");

如果没有任何profile配置被激活，默认的profile将会激活。
默认profile配置文件可以更改，通过环境变量的setDefaultProfiles方法，或者是声明的spring.profiles.default属性值

profiles总结

简单总结一下profiles，通过profiles可以最一组bean进行逻辑分组，这些逻辑分组的bean会根据Environment上下文中配置的激活的profile来进行加载，也就是Environment对于profiles配置来说，它能决定当前激活的是哪个profile配置。

• 一个profile就是一组Bean定义的逻辑分组。
• 这个分组，也就 这个profile，被赋予一个命名，就是这个profile名字。
• 只有当一个profile处于active状态时，它对应的逻辑上组织在一起的这些Bean定义才会被注册到容器中。
• Bean添加到profile可以通过XML定义方式或者annotation注解方式。
• Environment对于profile所扮演的角色是用来指定哪些profile是当前活跃的缺省。

Properties

properties的作用就是用来存放属性的，它可以帮我们管理各种配置信息。这个配置的来源可以是properties文件、JVM properties、系统环境变量、或者专门的Properties对象等。

我们来看一下Environment这个接口，它继承了PropertyResolver，这个接口和属性的操作有关，也就是我们可以通过Environment来设置和获得相关属性。

public interface Environment extends PropertyResolver {
    String[] getActiveProfiles();

    String[] getDefaultProfiles();

    /** @deprecated */
    @Deprecated
    boolean acceptsProfiles(String... var1);

    boolean acceptsProfiles(Profiles var1);
}

至此，我们可以可以简单的总结Environment的作用，Environment提供了不同的profile配置，而PropertyResolver提供了配置的操作，由此我们可以知道，Spring 容器可以根据不同的profile来获取不同的配置信息，从而实现Spring容器中运行时环境的处理。

environment的应用

• 在spring boot应用中，修改application.properties配置

  env=default

• 创建一个Controller进行测试

  @RestController
  public class EnvironementController {
  
      @Autowired
      Environment environment;
  
      @GetMapping("/env")
      public String env(){
          return environment.getProperty("env");
      }
  }

指定profile属性

在前面的内容中我们介绍了profile和property这两个概念，现在我们来结合使用加深对这两者的理解。

在spring boot应用中，默认的外部化配置是application.properties文件，事实上，除了这个默认的配置文件之外，我们还可以使用springboot中的约定命名格式来实现不同环境的配置

application-profile.properties

当前spring boot应用选择使用哪个properties文件作为上下文环境配置，取决与当前激活的profile。同样，我们可以通过很多种方式来激活，比如在application.properties中增加spring.profiles.active=dev这种方式，也可以在JVM参数中增加该配置来指定生效的配置。

在不指定的情况下，则使用默认的配置文件，简单来说，如果没有显式激活某一个配置文件，那么应用程序就将加载application-default.properties中的属性。

这个功能非常实用，一般的公司里面都会有几套运行环境，比如开发、测试、生产环境，这些环境中会有一些配置信息是不同的，比如服务器地址。那我们需要针对不同的环境使用指定的配置信息，通过这种方式就可以很方便的去解决。

@Value注解的使用

在properties文件中定义的属性，除了可以通过environment的getProperty方法获取之外，spring还提供了@Value注解，

@RestController
public class EnvironementController {

    @Value("${env}")
    private String env;

    @GetMapping("/env")
    public String env(){
        return env;
    }
}

spring容器在加载一个bean时，当发现这个Bean中有@Value注解时，那么它可以从Environment中将属性值进行注入，如果Environment中没有这个属性，则会报错。

Spring Environment原理设计

结合前面咱们讲过的内容，我们来推测一下Environment的实现原理。

简单演示一下Environment中的配置来源

• @Value("${java.version}") 获取System.getProperties ， 获取系统属性
• 配置command的jvm参数， -Denvtest=command

基于现有的内容的推导，我们可以画出下面这样一个图。

• 第一部分是属性定义，这个属性定义可以来自于很多地方，比如application.properties、或者系统环境变量等。
• 然后根据约定的方式去指定路径或者指定范围去加载这些配置，保存到内存中。
• 最后，我们可以根据指定的key从缓存中去查找这个值。

下面这个是表示Environment的类关系图，这个类关系图还是非常清晰的体现了Environment的原理。

上述类图的核心API说明如下

1. Environment接口，继承了PropertyResolver。 PropertyResolver，它主要有两个作用。

   • 通过propertyName属性名获取与之对应的propertValue属性值（getProperty）。
   • 把${propertyName:defaultValue}格式的属性占位符，替换为实际的值(resolvePlaceholders)。
2. PropertyResolver的具体实现类是PropertySourcesPropertyResolver，属性源的解决方案。该类是体系中唯一的完整实现类。它以PropertySources属性源集合（内部持有属性源列表List<PropertySource>）为属性值的来源，按序遍历每个PropertySource，获取到一个非null的属性值则返回。

其中，PropertySourcesPropertyResolver中的List<PropertySource>，表示不同属性源的来源，它的类关系图如下，表示针对不同数据源的存储。

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